脉冲电流作用下高铁接触网吊弦线拉伸试验探究

吊弦是电力传动机车接触网的重要组成部分,是高铁运行过程中必不可少的零部件之一。吊弦线在列车运行时容易发生断丝、断股或中间位置断裂,对机车稳定运行造成严重阻碍,因此通过脉冲电流辅助拉伸破坏实验对整体载流吊弦线工作状态下的抗拉强度和应力变化进行研究具有重要的意义。试验发现,拉伸前电流预处理会增大吊弦线的塑性,减小吊弦线抗拉强度和最大应力;电流辅助拉伸时,吊弦线中最大应力和抗拉强度随着电流增大而减小;电流相同而预处理时间不同时,吊弦线中的最大应力随着预处理时间的增长而减小。试验结果验证了铜镁合金材料的电致塑性效应理论,为高铁吊弦实际应用过程提供参考。     

基于微动理论的整体吊弦损伤机理及优化研究

基于高速铁路接触网整体吊弦的材料和服役工况,结合有限元分析以及试验分析,对整体吊弦的损伤机理进行分析。结果表明:整体吊弦钳压管的结构及压接方式存在不合理处,吊弦的断丝、断股是由于微动磨损和疲劳断裂共同造成的,其中微动磨损在吊弦的断裂中具有重要影响。经多方面考量,提出新型整体吊弦的优化方案,包括改进压接结构,增进吊弦线耐疲劳性,以及改进心形环的结构,避免与接触线吊弦线夹之间摩擦伤线,从源头上提升设计、施工、制造和运维质量,降低零部件失效概率,提高耐久性和可靠性。     

浅谈高铁接触网整体吊弦存在问题及解决措施

针对目前高铁客专接触网用整体吊弦在线路运行中存在断丝、断股以及鼓包等影响运行安全的问题,从产品结构、材料选用、工艺制造及运行环境等方面进行分析,并据此提出了结构优化和工艺改进,选择抗拉强度高且柔韧性好的吊弦线,通过压接工具、模具及压接方法的细化完善,从产品试验条件、考核标准方面提出改进建议,确定可靠有效的解决措施。     

高铁用整体吊弦线体断裂原因分析

近年来,我国高铁用整体吊弦不断发生断裂情况,对机车安全运行造成一定的威胁。为研究目前高铁接触网系统中整体吊弦断裂的原因,避免高速铁路运输过程中由整体吊弦断裂带来的安全隐患问题,提高高速铁路运输效率,保障铁路运输安全,以A型铜镁合金绞线JTMH10型号高铁整体吊弦为研究对象,采用静力学仿真分析、断口形貌观察、化学成分检验等方法分别研究应力集中、摩擦磨损、低周疲劳、电致塑性效应、受力拉伸、环境腐蚀、材料本身缺陷等因素对线体断裂的影响。试验结果表明,高铁吊弦线体的断裂是由多种因素同时作用、各因素之间相互影响的结果。     

基于有限元法的高速铁路接触网吊弦动态特性研究

以简单链型接触网为研究对象,利用有限元软件Ansys WorkBench对弓-网系统进行瞬态动力学分析,得到受电弓通过接触网一跨范围内的所有吊弦动态特性。结合吊弦的振动形变、压缩形变、弯曲特性及形变方向矢量结果对吊弦服役过程中典型故障进行逐一分析。结果表明,跨中位置的吊弦对垂向抬升更为敏感,其压缩幅值、反复弯曲频率及曲率均最大,伴随着表面超细晶导致的内外形变不协调情况,导致出现疲劳断裂、扭结、松弛和零部件松动等现象;跨端位置的吊弦对于水平方向摆动更为敏感,易与钳压管发生摩擦引发微动弯曲疲劳断裂从而加速裂纹萌生及断口扩展;吊弦形变速度矢量呈螺旋上升状态,并同时存在左旋与右旋情况,这是导致吊弦鼓包与开股的重要原因。     

高速铁路接触网吊弦断裂电气因素研究

基于Carson理论建立简单链型悬挂接触网电流分布模型;结合铁路现场的实际供流数据,分别对受流点位于跨中和跨端2种情况下的接触网各导线实际受流情况进行仿真计算;基于电致塑性效应理论,采用对断裂吊弦进行SEM形貌分析、成分分析及对新旧吊弦的金相组织进行对比观察等试验手段,研究吊弦断裂过程中电气因素的作用机理。结果表明:在满足机车正常运行的条件下,吊弦在受电弓滑过其正下方瞬间处于电流过载状态,随后迅速衰减;断裂吊弦的表面和断口处均存在过载引起的氧化腐蚀现象;吊弦在电致塑性效应影响下会发生金相组织再结晶、材料变形抗力降低现象;电流过载引起的表面缺陷及电致塑性效应引起的材料变形抗力降低是加速吊弦疲劳断裂的重要原因。     

高速铁路接触网用锻造式无螺栓整体吊弦的设计开发

我国高速铁路接触网用整体吊弦组成零件较多，安装和维护存在诸多不便，本文针对现有整体吊弦的技术特点提出了一种锻造式无螺栓整体吊弦的设计。结合整体吊弦的工作特性和应用环境，通过对产品结构组成、设计原理、受力计算等方面的对比分析，该锻造式无螺栓整体吊弦具有组成部件少、重量轻、易成型、质量高、耐疲劳及滑移性能优、安装方便、免维护等技术特点，特别适用于自然环境恶劣、人烟稀少等运维难度大的地区。     

吊弦振动频率及幅度对疲劳寿命的影响分析

推导吊弦的振动方程,用数值方法求解振动方程,模拟位移,横截面作用力和弯矩的动态变化规律。根据吊弦的应力时程、利用MATLAB数值计算程序分析影响吊弦疲劳寿命的因素(如振幅和频率)。数值计算结果表明:吊弦疲劳寿命的对数值随着频率和振幅的增加呈现出线性降低的趋势。     

高速铁路接触网刚性吊弦疲劳试验台研究

吊弦疲劳试验分析对高速铁路接触网性能研究具有重要意义。本文在参考柔性吊弦疲劳试验标准的基础上，提出一款针对刚性吊弦的疲劳试验台设计方案，该试验台采用压缩载荷与力载荷单独加载方式，可施加稳定且连续可调的力载荷，同时加载频率在中、高频率。通过试验台对刚性吊弦进行试验，为刚性吊弦的疲劳损伤机理研究、加速老化试验方法形成提供数据支持。     

腐蚀介质对7N01铝合金焊接接头腐蚀疲劳性能的影响

通过成组法和升降法对A7N01S-T5铝合金焊接接头在NaCl溶液中的腐蚀疲劳性能进行研究,主要考察介质浓度和pH值对条件腐蚀疲劳极限的影响。结果表明,介质浓度的增加和pH值的降低会导致焊接接头腐蚀疲劳极限的降低。焊接接头的腐蚀疲劳断口呈现疲劳条带和解理共存的形貌,微观形貌观察表明,腐蚀疲劳裂纹萌生于表面腐蚀坑,在交变载荷作用下,蚀坑深度和表面积迅速增加,当蚀坑增大到临界尺寸时,由于蚀坑应力集中,在交变应力持续作用下,短裂纹作为相邻点蚀坑间的"桥梁",最终导致腐蚀疲劳裂纹形成、扩展,直至断裂。     

3Cr13道岔融雪弹性卡断裂分析及对策

3Cr13电加热道岔融雪弹性卡在使用中发生断裂,分析断裂弹性卡化学成分,对其断口进行宏观和微观观察,结果表明断裂的原因为腐蚀性介质环境和交变应力共同作用下形成的多源疲劳和应力腐蚀。提出优化弹性卡结构、使用偏碱性防腐涂料对3Cr13弹性卡进行表面处理的应对措施。     

一种接触网零部件寿命预测方法探讨

从材料、生产工艺、使用工况等角度分析整体吊弦使用寿命的基本影响因素。通过对未使用的新高铁整体吊弦进行振动疲劳试验,得到试验次数数据,预测其寿命;同时对使用中的旧整体吊弦进行振动疲劳试验,引入偏差修正系数K,计算剩余试验次数,预测其剩余寿命。该方法可为其他接触网零部件如悬吊零件、定位装置中的定位器等的寿命预测提供理论依据。     

高速铁路接触网关键零部件力学特性分析

采用三维建模软件和Ansys软件建立了接触网棘轮、腕臂和吊弦的三维实体模型及有限元模型,通过有限元计算完成了棘轮及腕臂的静力分析,得到棘轮的最大应力点以及腕臂在不同工况下的最大应力点;通过进行吊弦的疲劳实验获取了吊弦寿命的S-N曲线。研究结果为高速铁路接触网关键零部件的优化设计和故障检测提供了依据。     

高速受电弓作用下接触网整体吊弦动态力研究

以我国高速铁路目前普遍采用的弹性链型悬挂接触网为研究对象,以现场测试得到的整体吊弦动态抬升量作为有限元仿真的初始载荷,运用ANSYS有限元分析软件建立接触网的有限元模型,模拟承力索、接触线和整体吊弦的安装施工过程。在此基础上,进行接触网的静态找形分析和和瞬态动力学分析,研究受电弓作用下整体吊弦的拉伸、压缩情况及动态力变化情况。结果表明:受电弓经过时,整体吊弦的动态力波动较大,约为其静态力的6倍;同一跨内,1~#和5~#整体吊弦的吊弦力波动最大,受压幅值最大,3~#整体吊弦的受压次数最多。     

郑武线环节吊弦烧断的原因及对策

本文分析了郑武线在新运行图实施后，环节吊弦大面积烧断的原因及危害性，并提出了相应对策，强调只有及早将现有环节吊弦更换为“可调整体吊弦”，才能为进一步实施列车提速奠定坚实的基础。     

货车车体结构腐蚀损伤与疲劳寿命研究

研究了车辆承载构件在运用环境腐蚀和应力联合作用下的腐蚀疲劳问题，探讨了考虑可靠度的腐蚀疲劳损伤分析与计算方法，并以C64型敞车为对象，选择车体结构危险部位进行了组合工况下腐蚀疲劳损伤与疲劳寿命实例计算，着重分析了腐蚀对C64型敞车疲劳损伤及疲劳寿命的影响。     

京沪高铁接触网零部件疲劳试验条件研究

接触网零部件长期受各种随机载荷的影响,容易发生低周疲劳。本文针对京沪高铁接触网零部件的现状,利用弓网仿真建立某区间接触网模型,分析吊弦、支持与定位装置的工作载荷和位移分布,设计吊弦、支持与定位装置的疲劳试验条件,得出吊弦疲劳试验的加载范围、循环周期、幅值参数取值;支持与定位装置疲劳试验加载静态载荷后,再对定位点加载位移载荷,得到幅值周期的取值范围。     

全补偿简单直链型悬挂接触网整体吊弦的精确安装研究

为提高接触网整体吊弦的安装精度,以全补偿简单直链型悬挂接触网为例,结合施工现场实际情况,分析如何减小整体吊弦在测量、计算、预制、安装过程中各个环节的误差,从而提高最终的整体安装精度,确保整体吊弦能精确的、一次性安装到位。整体吊弦的精确安装,提高了接触网的安装质量和运行性能,对改善"弓网"关系起到了重要的作用。     

接触网吊弦制作综合装置

新开发的接触网专用吊弦制作综合装置，解决了武广线首次采用压接管式整体吊弦、铝包装线环节吊弦的成型制作难题，也适用于其他整体吊弦、环节吊弦的成型制作。     

高速铁路接触网整体吊弦失效原因分析及优化方案探讨

整体吊弦是高速铁路接触网悬挂装置的重要组成部分,主要作用是控制接触线高度,保证良好的弓网关系和授流质量,吊弦断裂失效会对行车安全与授流质量产生严重危害。本文针对吊弦服役失效情况进行原因分析,并结合零件结构提出可行性优化方案。